Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 124

A balloon weighing 3.5 lbf is 6 ft in diameter. It is filled

with hydrogen at 18 lbf/in2 absolute and 608F and is

released. At what altitude in the U.S. standard atmosphere

will this balloon be neutrally buoyant?

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Os dados são os seguintes:

Pressão interna do hidrogênio P = 18 l b f / i n 2 . Peso do balão W b = 3.5 l b f . Diâmetro do balão D = 6 f t

Passo 2

Vamos desenhar o diagrama:

Passo 3

A partir do diagrama de corpo livre, o balão permanecerá em condições neutras de flutuação quando:

F B = W b + W H 2

Agora: F B = Força flutuante que é

F B = π 6 ( 6 ) 3 × ρ a r × 32.2 l b

W b = Peso do balão que é 3.5 l b W H 2 = Peso do hidrogênio dentro do balão que é π 6 ( 6 ) 3 × ρ hidrog ê nio   × 32.2 l b

Novamente

ρ hidrog ê nio     = P hidrog ê nio   R T   = 18 1 12 2 24650 × ( 460 + 60 ) s l u g / f t 3   = 18 × 144 24650 × ( 460 + 60 ) s l u g / f t 3

Passo 4

Colocando todos esses dados em equação, obtemos:

F B = W b + W H 2   ⇒ π 6 ( 6 ) 3 × ρ ar  × 32.2 l b = 3.5 l b + π 6 ( 6 ) 3 × ρ hidrog ê nio   × 32.2 l b   ⇒ π 6 ( 6 ) 3 × ρ ar  × 32.2 = 3.5 + π 6 ( 6 ) 3 × 18 × 144 24650 × ( 460 + 60 ) × 32.2   ⇒ ρ ar  = 1.17 × 10 - 3  Slug  f t 3   ⇒ ρ ar  = 0.6 K g m 3

Das propriedades da tabela de atmosfera padrão, obtemos que: Densidade em 6850   m é ρ = 0.6   k g / m 3 . Portanto, a altitude necessária é 6850   m .

Resposta

6850   m

Exercícios de Livros Relacionados

Um tanque de água com 4m de profundidade recebe uma aceleração constante ascendente a z . Determine (a) a pressão manométrica no fundo do tanque se a z = 5m 2 / s e (b) o valor de a z que faz a pressã
Considere um cilindro circular reto homogêneo de comprimento L , raio R e densidade d = 0,5 , flutuando em água ( d = 1 ) . Mostre que o corpo será estável com seu eixo horizontal se L / R 2,0 .
Um copo de 350m l , de 75m m de diâmetro, parcialmente cheio de água, é preso à extremidade de um carrossel de 2,4m de diâmetro, que gira a 12r p m . Até que altura o copo pode encher sem derramar águ
Um corpo flutuante será estável quando:O seu centro de gravidade estiver acima de seu centro de empuxo;O centro de empuxo estiver abaixo da linha d’água;O centro de empuxo estiver acima do seu metacen
A 12-fl-oz glass, of 3-in diameter, partly full of water, isattached to the edge of an 8-ft-diameter merry-go-round,which is rotated at 12 r/min. How full can the glass bebefore water spills? Hint: As